Введение к работе
Актуальность темы. На сегодняшний день в России достаточно остро стоит проблема нарушения структуры питания населения. Нехватка в рационе полноценных белков, витаминов, пищевых волокон, макро- и микронутриентов вызывает рост социально опасных заболеваний, в том числе желудочно-кишечных. Часто причиной этих заболеваний является нарушение микробиоценозов желудочно-кишечного тракта
Ассортимент ферментированных продуктов, употребляемых в пищу населением России, относительно неширок и, в основном, ограничен кисломолочными продуктами, тогда как спектр ферментируемого сырья и микроорганизмов, осуществляющих его ферментацию, может быть значительно расширен, как это делается в странах Юго-Восточной Азии и Океании, где широко используется биотрансформация растительных субстратов композициями на основе мицелиальных грибов, дрожжей и бактерий
В связи с увеличением объемов и ассортимента производства молока и молочных продуктов в России и за рубежом весьма актуальна проблема утилизации молочной сыворотки, которая ввиду своего состава, пищевой и биологической ценности является ценнейшим сырьем, однако нередко сбрасывается в канализацию, что негативно сказывается на работе очистных сооружений Одним из способов ее утилизации, не требующим предварительной обработки и значительных материальных затрат, является выращивание на ней специальных штаммов дрожжей Дрожжи -весьма технологичные микроорганизмы- они обладают высокой скоростью роста, устойчивостью к посторонней микрофлоре и богатым химическим составом.
В условиях дефицита кормового и пищевого белка дрожжевая биомасса является весьма перспективным источником не только белка и незаменимых аминокислот, но и минеральных веществ (в частности металлопротеинов), витаминов и других БАВ (*) Поэтому в последнее время все больше внимания уделяется дрожжам как основе БАД к пище, да и самих пищевых продуктов.
Имеется достаточно фактических данных о положительном влиянии дрожжей на нормофлору кишечника Клеточные стенки дрожжей активно сорбируют токсины и токсичные метаболиты, обладают выраженным лакто- и бифидогенным эффектом, те дрожжевые препараты могут играть роль не только нутрицевтиков, но и пара-
' Примечание список сокращений представлен в конце реферата
фармацевтиков Поэтому производство дрожжевых обогатителей пищи и продуктов на их основе представляется весьма актуальным
Цель и задачи исследования. Основная цель диссертационной работы состояла в разработке технологии дрожжевых обогатителей (ДО) пищи на базе растительного сырья и молочной сыворотки и теоретическом и экспериментальном обосновании целесообразности использования полученных обогатителей пищи в хлебопекарной промышленности.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи
выделение из молочнокислых и ферментированных продуктов высокопродуктивных штаммов дрожжей, способных расти на молочной сыворотке и на негид-ролизованных растительных субстратах,
испытание различных растительных субстратов в качестве компонента питательных сред для ГФ и ТФФ дрожжей и выбор наиболее перспективных из них,
подбор оптимального состава питательных сред для максимального накопления биомассы и белка отселекционированными дрожжами,
подбор оптимальных режимов культивирования в условиях ферментера;
разработка технологии ДО для различных условий культивирования и комплекта документов для производства дрожжевых обогатителей,
оценка биологической ценности и безопасности полученных ДО,
исследование возможности применения ДО в хлебопечении
Научная новизна работы. Впервые осуществлен скрининг дрожжей из молочнокислых и других ферментированных продуктов, активно растущих на молочной сыворотке с растительным компонентом, проведена идентификация до рода дрожжевых культур, наиболее продуктивных в отношении накопления биомассы.
Выделен и охарактеризован новый штамм дрожжей Candida mconspicua A3 (идентифицирован методом ПЦР-анализа 288-субъединицы рРНК), активно накапливающий биомассу, белок и витамины на молочной сыворотке и растительном сырье Определен и оптимизирован состав питательных сред для ТФФ и ГФ выделенных дрожжей; четко продемонстрировано более интенсивное накопление биомассы и белка дрожжами на жидкой гетерогенной питательной среде по сравнению с гомогенной
Впервые подобраны технологические режимы культивирования дрожжей С mconspicua A3 на жидкой гетерогенной питательной среде, содержащей молочную
сыворотку и растительное сырье в условиях ферментера Проведена биохимическая, санитарно-гигиеническая и токсикологическая оценка полученного ДО, доказавшая его биологическую ценность и безопасность для потребителя Показана возможность использования полученного ДО в хлебопечении
Практическая значимость и реализация результатов работы. Проведенные исследования явились основой для решения задачи по созданию технологии ДО пищи на основе молочной сыворотки и растительного сырья.
Предлагаемая технология переработки кислой молочной сыворотки существенно упрощена по сравнению с существующими за счет исключения стадий предобработки (раскислениения, деминерализации и пр ). Предложен способ повышения продуктивности дрожжевых культур и увеличения содержания белка и витаминов в дрожжевом обогатителе в несколько раз за счет введения в молочную сыворотку растительных субстратов.
Разработана и экспериментально обоснована технология получения из молочной сыворотки и растительного сырья жидких и твердых ДО Показана их биологическая ценность и доказана безвредность. Наработана опытная партия ДО в условиях ОАО "Вимм-Билль-Данн" В производственных условиях секции хлебопекарных технологий МГУПП проведена апробация способа выпечки формового и подового хлеба на основе полученных ДО, повышающих биологическую ценность изделий
Разработан проект технических условий получения дрожжевого обогатителя пищи и проект технологической инструкции по получению дрожжевого обогатителя пищи. Подана заявка на выдачу патента РФ на способ получения биологически активных полуфабрикатов (№2006142024 от 28 11 06)
Теоретические и прикладные положения диссертационной работы излагаются в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий в Московском Государственном Университете пищевых производств, а также изложены в студенческом практикуме по селекции микроорганизмов, рекомендованном для студентов высших учебных заведений по специальности 271500 (240902) «Пищевая биотехнология», как способ формирования новых направлений в биотехнологии,
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на российских и международных конференциях и симпозиумах Международной конференции «Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания (Москва, 2004), Всероссийской научно-технической конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации (Москва, 2004, 2005 и 2006), Третьем съезде общества биотехнологов России им Ю А Ов-
чинникова (Москва, 2005), Пятой ежегодной международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗЫ (Москва, 2005); Седьмом Международном Форуме «Высокие технологии XXI века» (Москва, 2006), Четвертой Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2006)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в т ч 2 статьи в научных журналах, подана 1 заявка на выдачу патента РФ
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографического списка, включающего 260 источников, из них 60 иностранных источников, и 11 приложений Работа изложена на 193 страницах машинописного текста, включает 3 8 таблиц и 21 рисунок.
